连续时间Σ-Δ模数转换器制造技术

描述了供在连续时间Σ

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】连续时间
Σ
‑
Δ
模数转换器
[0001]背景
[0002]存在许多不同类型的模数转换器(ADC)，包括开关电容Σ
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Δ(SC
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SD)ADC和连续时间Σ
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Δ(CT
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SD)ADC。SC
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SD ADC更常用，然而，归因于功率和面积约束，CT
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SD ADC正变得越来越流行。CT
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SD ADC是被设计成与具有相对低带宽(例如，200kHz)的输入信号一起操作的过采样ADC。在CT
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SD ADC内以比信号带宽高得多的频率(例如，高50
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100倍)对输入信号进行采样。这具有的效果在于，传递函数接近1，并且量化误差被成形为使得其在信号带宽内非常小，但是在较高频率处大得多。这允许量化误差通过滤波被移除。
[0003]CT
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SD ADC包括调制器，继之以抽选滤波器。单阶CT
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SD ADC中的调制器包括单个积分器级，但是通过将进一步的积分器级添加(到调制器中)以产生更高阶CT
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SD ADC，增益可增大并且信号带宽中的量化噪声进一步衰减。
[0004]以下所描述的各实施例不限于解决已知CT
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SD ADC的缺点的任何或所有缺点的实现。
[0005]概述
[0006]下面呈现了本公开的简要概述，以便向读者提供基本理解。本概述并不旨在标识出所要求保护的主题的关键特征或必要特征，亦非旨在用于限定所要求保护的主题的范围。其唯一的目的是以简化形式呈现本文中所公开的概念的选集，作为稍后呈现的更详细描述的序言。
[0007]描述了供在连续时间Σ
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Δ模数转换器中使用的连续时间Σ
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Δ调制器。该调制器包括积分级的序列和被布置成接收来自该序列中最后一个积分级的输出的量化器。每个积分级包括积分器电路，该积分器电路进而包括放大器，并且该积分级的序列包括一对积分级。该对积分级进一步包括共享电流导引数模转换器(DAC)，并且其中该对积分级的第一积分级中的积分器电路中的放大器形成用于该对积分级的第二积分级的电流导引电路的一部分，并且该对积分级的第二积分级中的积分器电路中的放大器形成用于该对积分级的第一积分级的电流导引电路的一部分。
[0008]许多附带特征将变得更容易领会，因为这些附带特征通过参考结合附图考虑的以下详细描述而变得更好理解。
[0009]附图描述
[0010]根据附图阅读以下详细描述将更好地理解本说明书，在附图中：
[0011]图1是单端二阶CT
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SD ADC中的调制器的示意图；
[0012]图2示出了图1的电路的第二级以及使用电流导引的DAC的示例内部结构；
[0013]图3是单端三阶CT
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SD ADC中的调制器的示意图；
[0014]图4是单端三阶CT
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SD ADC中的示例改进的调制器的示意图；
[0015]图5示出了图4的电路的第二和第三级以及共享DAC结构的示例内部结构；
[0016]图6是单端五阶CT
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SD ADC中的示例改进的调制器的示意图；以及
[0017]图7是单端五阶CT
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SD ADC中的另一示例改进的调制器的示意图；
[0018]在各个附图中使用相同的附图标记来指代相同的部件。
[0019]详细描述
[0020]下面结合附图提供的详细描述旨在作为本专利技术示例的描述，而并不旨在表示构建或使用本专利技术示例的唯一形式。本描述阐述了本专利技术示例的功能，以及用于构建和操作本专利技术示例的操作的序列。然而，可通过不同示例来完成相同或等效的功能和序列。
[0021]如上面所描述，一阶CT
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SD ADC中的调制器包括单个积分器级。更高阶CT
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SD ADC中的调制器包括一个或多个附加积分器级，使得二阶CT
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SD ADC中的调制器包括两个积分器级，三阶CT
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SD ADC中的调制器包括三个积分器级，等等。因此，更高阶CT
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SD ADC比一阶CT
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SD ADC更大并且消耗更多功率。
[0022]图1是单端二阶CT
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SD ADC中的调制器100的示意图。调制器100包括第一级102、第二级104和1比特量化器106。输入信号I
in
被输入到第一级102，第一级的输出穿过电阻器R1并进入第二级104，并且第二级的输出被输入到量化器106。电阻器R1影响从第一级的输出馈入第二级的电流。来自量化器的数字输出D_out随后被输入到抽选块(图1中未显示)，其执行滤波(例如，以滤除大部分量化噪声)和下采样(因为输出信号处于比输入信号高得多的频率)。抽选滤波器的输出是模数转换器的最终输出。
[0023]调制器100中的每个级102、104包括积分器电路108、110和来自量化器106的输出的反馈路径。每个反馈路径包括1比特数模转换器(DAC)112、114，并且这些反馈路径根据量化器决策从积分器级中增加或减去电压/电流。第一积分器电路108对输入信号I
in
与其反馈IFB1之间的增量(即，差异)进行积分，并且第二积分器电路110对来自第一级102的输出信号与其反馈IFB2之间的增量进行积分。每个积分器电路108、110包括放大器116、118(具有两个输入和一个输出)和电容器C1、C2。每个放大器116、118的输入之一连接到参考电压vref(例如，连接至地)，并且电容器C1、C2被连接在放大器的另一输入与输出之间。
[0024]码间干扰(ISI)可使ADC的性能降级，并且原因之一是反馈不完全独立于历史(即，不完全独立于由量化器106输出的数据序列D_out)。例如，如果反馈是10μA的电流，则当反馈数据不断为“1”时，其将产生恰好10μA，但是当从数据“0”返回时，其将小于10μA(例如，9.8μA)。这意味着数据的积分将取决于相继1的个数，例如，111000111000的平均值将与101010不同。
[0025]为了降低ISI，DAC可使用电流导引，如图2所示。图2示出了图1的电路的第二级104以及使用电流导引的第二DAC 200的示例内部结构。DAC 200内存在两个基本上相等的电流支路，即源电流i_src(从电源推动电流)和基本上相等的灌电流i_sink(将电流拉至地)，并且这两个电流支路可由共享电流源模块(例如，为调制器100内的所有DAC生成源电流和灌电流的共享电流源模块)生成，例如通过从基本电流镜像电流。这里使用的术语“基本上相等”是指这样的事实，尽管这两个电流支路是由单个电流源生成的，但是例如由于在每个电流支路中生成电流的两个晶体管之间的失配，这本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种单端连续时间Σ
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Δ调制器，包括积分级的序列和被布置成接收来自所述序列中最后一个积分级的输出的1比特量化器，其中每个积分级包括包含放大器的积分器电路，并且所述积分级的序列包括一对积分级，其中所述一对积分级进一步包括共享电流导引DAC，所述共享电流导引DAC被配置成从所述量化器的输出接收数字反馈信号并将模拟反馈信号输出至所述一对积分级的每个积分级中的积分器电路，并且其中所述一对积分级的第一积分级中的积分器电路中的放大器形成用于所述一对积分级的第二积分级的电流导引电路的一部分，并且所述一对积分级的第二积分级中的积分器电路中的放大器形成用于所述一对积分级的第一积分级的电流导引电路的一部分。2.如权利要求1所述的调制器，其中，所述积分级的序列在所述一对积分级之前进一步包括：所述序列中的第一积分级，所述第一积分级进一步包括电流导引数模转换器(DAC)，所述电流导引DAC被配置成从所述量化器的输出接收数字反馈信号，并且将模拟反馈信号输出到所述第一积分级中的积分器电路。3.如权利要求1或2所述的调制器，其中，所述共享电流导引DAC包括：第一对开关和第二对开关，一对开关内的每个开关串联连接，并且所述第一对开关和所述第二对开关在两个基本相等的电流支路之间并联连接；以及逻辑块，所述逻辑块被布置成生成用于所述开关的控制信号，并且其中在所述一对积分级的第一积分级中的积分器电路中的放大器的输入连接至所述第二对开关中的两个开关之间的点，并且所述一对积分级的第二积分级中的积分器电路中的放大器的输入连接至所述第一对开关中的两个开关之间的点。4.如前述权利要求中任一项所述的调制器，其中，在使用中，源电流从所述共享电流导引DAC中的第一电流支路流过并进入所述一对积分级的一个积分级中的积分器电路，并且同时灌电流从所述一对积分级的另一积分级中的积分器电路流出并进入所述共享电流导引DAC中的第二电流支路。5.如权利要求4所述的调制器，其中，从所述共享电流导引DAC流出并进入所述一对积分级的一个积分级中的积分器电路的所述源电流基本上等于从所述一对积分级的另一积分级中的积分器电路流出并进入所述共享电流导引DAC的所述灌电流。6.如前述权利要求中任一项所述的调制器，其中，所述积分级的序列包括n个积分级，其中n是大于1的整数，并且其中所述一对积分级包括第n
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1积分级和第n积分级。7.如权利要求6所述的调制器，其中，n是大于2的整数，并且可任选地，其中n是奇整数。8.如权利要求6所述的调制器，其中，n大于4，并且所述积分级的序列进一步包括：第二对积分级，所述第二对积分级包括第n
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3积分级和第n
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4积分级，并且进一步包括第二共享电流导引DAC，所述第二共享电流导引DAC被配置成从所述量化器的输出接收所述数字反馈信号，并将模拟反馈信号输出到所述第二对积分级的每个积分级中的积分器电路，并且其中所述第n
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4积分级中的积分器电路中的放大器形成用于所述第n
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3积分级的电流导引电路的一部分，并且所述第n
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3积分级中的积分器电路中的放大器形成用于所述第n
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4积分级的电流导引电路的一部分。
9.一种单端连续时间Σ
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Δ模数转换器(CT
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SD ADC)，包括根据前述权利要求中任一项所述的单端连续时间Σ
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Δ调制器。10.一种控制单端连续时间Σ
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Δ调制器的方法，所述单端连续时间Σ
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Δ调制器包括积分级...

【专利技术属性】
技术研发人员：E，
申请(专利权)人：微软技术许可有限责任公司，
类型：发明
国别省市：